湘西州植烟土壤芽孢细菌区域分布特征及与土壤 pH的相关性

肖 瑾，张明发

（1湖南农业大学，长沙　410128；2湖南省烟草公司湘西州公司生产技术中心，吉首　416000）

湘西州植烟土壤芽孢细菌区域分布特征及与土壤pH的相关性

肖 瑾1，2，张明发2*

（1湖南农业大学，长沙410128；2湖南省烟草公司湘西州公司生产技术中心，吉首416000）

为深入了解湘西植烟土壤芽孢细菌区域特征，对湘西州105个烤烟主产区植烟土壤样品进行化验分析研究。结果表明:湘西州植烟土壤芽孢细菌数量平均值为44.03（×104cfu／g），变幅为6.04～97.27（×104cfu／g），变异系数为51.07%，40%样本分布在30.1～50（×104cfu／g）范围内，30.48%样本分布10.1～30（×104cfu／g）范围内，总体上呈右偏态低阔单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在20.1～50（×104cfu／g）范围，累计分布频率为57.15%。方差分析表明，土壤芽孢细菌数量与土壤pH值呈近似极显著正相关近似直线关系。

烟草；土壤；芽孢细菌；pH；湘西州

芽孢细菌是一类好氧或兼性厌氧、产芽孢的革兰氏阳性菌，对人畜无毒无害，不污染环境，能产生多种抗菌素和酶，具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力，不仅可以在土壤、植物根际体表等外界环境中广泛存在，同时还是植物体内常见的内生细菌［1］。芽孢细菌是从表面消毒的植物组织中分离得到或从植物内部获得的、能够定殖在健康植物细胞间隙或细胞内，并未使植物的表型特征和功能发生改变的细菌［2～5］。芽孢细菌由于与植物有特殊的紧密联系，近年来成为研究的热点［6］，但土壤芽孢细菌分布特征与土壤pH的相关性研究却很少见报道。笔者特进行湘西州植烟土壤芽孢细菌分布特征与土壤pH的相关性研究，以为湘西州植烟土壤pH值失调机制及阻控技术研究提供科学依据与改良措施。

1　材料与方法

1.1土壤采样地点与数量

土样于2013年在湘西州6个烤烟主产县采集，采样数量见表1。室内检测在湖南省农业科学院土壤肥料研究所进行。

1.2采样方法

按土种取样，取耕层0～20 cm深度的土样。采用管形不锈钢土钻人工钻取，按梅花采样法采集5点的混合土样。共取具有代表性的混合新鲜土样105份，每份土样代表植烟面积10～20 hm2。

1.3土壤测定与分析

使用电子天平、酸度计、隔水式电热恒温培养箱、分光光度计、火焰光度计、油浴锅、原子吸收分光光度计、石墨炉原子吸收分光光度计、原子荧光分光光度计、极谱仪等仪器设备。土壤芽孢细菌采用常规平板检测法，土壤pH值采用pH计法（水土比为1.0∶2.5）测定［10］。数据用 Excel与DPS 14.5及SPSS 16软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1植烟土壤的芽孢细菌总体特征

2.1.1土壤芽孢细菌基本统计特征

由表1可知，湘西州植烟土壤芽孢细菌数量含量平均值为44.03（×104cfu／g），变幅为6.04～97.27（×104cfu／g），变异系数为51.07%。根据变异系数的划分等级标准［11］，属强变异。偏度检验和峰度检验表明，土壤芽孢细菌数量的测定数据均符合近似正态分布的要求（表1）。6个主产烟县植烟土壤芽孢细菌数量平均在33.63～58.29（×104cfu／g）。方差分析表明，不同县之间的植烟土壤芽孢细菌数量差异未达显著水平（F=0.7760；sig.=0.5693），变异系数为24.39%～57.19%，龙山县＞永顺县＞凤凰县＞泸溪县＞保靖县＞花垣县。除永顺县是左偏态分布外，其它县均为右偏态分布，所有县指标偏离中心不远（偏度系数的绝对值小于2），其中以泸溪县样本值偏离中心最远，凤凰县偏离中心最近；永顺县、泸溪县为常态峰（峰度系数大于1小于3），数据分布较集中，其它县为低阔峰（峰度系数小于1），数据分布比较分散。

表1　湘西州植烟土壤芽孢细菌统计特征Table 1 Descriptive statistics of spore bacteria in Xiangxi tobacco-growing soil

2.1.2芽孢细菌分布频率

按20的组距将105个样本的芽孢细菌数量分为6组:＞90，70.1～90，50.1～70，30.1～50，10.1～30和＜10，统计各组样本芽孢细菌数量及其对应的分布频率。由图1可知，测定数据基本符合正态分布规律。湘西州植烟土壤芽孢细菌40%样本分布在30.1～50范围内，30.48%样本分布10.1～30范围内，＜10与＞90的样本分布频率较低，分别为1个与3个样本。

图1　湘西州植烟土壤芽孢细菌分布频率Fig.1 Distribution frequency of spore bacteria in Xiangxi tobacco-growing soil

2.2 湘西州不同县植烟土壤的芽孢细菌区域分布特征

按10的组距将105个样本的芽孢细菌数分为10组:90.1～100，80.1～90，70.1～80，60.1～70，50.1～60，40.1～50，30.1～40，20.1～30，10.1～20和0～10。统计各组样本数量及其对应的分布频率。由图2可见，湘西州芽孢细菌总体上分布呈右偏态低阔单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在20.1～50范围，累计分布频率为57.15%，跨度达30点。其中永顺县分布呈左偏态常态单峰近似正态分布，分布相对靠后，主要分布区间在80.1～90与20.1～30范围，累计分布频率为8.57%，跨度达60点；泸溪县分布呈右偏态常态单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在20.1～50范围，累计分布频率为11.42%，跨度达30点；龙山县呈右偏态低阔单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在10.1～30与40.1～50范围，累计分布频率为10.48%，跨度达40点；凤凰县呈右偏态低阔单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在30.1～60范围，累计分布频率为9.52%，跨度达30点；花垣县呈右偏态低阔单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在20.1～50范围，累计分布频率为14.29%，跨度达30点；保靖县呈右偏态低阔单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在20.1～50范围，累计分布频率为10.48%，跨度达30点。芽孢细菌数大于80的高值区主要分布在永顺与龙山，分布频率分别为6.19%与0.95%，小于20的低值区主要分布在龙山、凤凰、泸溪与永顺，分布频率分别为3.81%、2.85%、0.95%与0.95%。

图2　湘西州各县植烟土壤芽孢细菌分布特征Fig.2 Distribution characteristic of spore bacteria in Xiangxi tobacco-grow ing soil

2.3湘西州不同县植烟土壤的芽孢细菌数与pH的相关性分析

2.3.1芽孢细菌数与pH的回归分析

各县pH平均值在6.2～7.1之间，湘西州总平均值为6.7，变幅为4.8～8.2，变异系数为11.13%，变异较小。回归分析表明，土壤芽孢细菌数与土壤pH值正相关性接近1%极显著水平，相关系数为0.4250，回归方程为y=0.0202x+5.8098。

2.3.2芽孢细菌数与pH的相关性分析

由图3可见，土壤pH值随着芽孢细菌数的增加而升高，二者呈近似极显著（F=3.311，p= 0.0109）正相关近似直线关系。目前湘西州有26.84%的酸化土壤，而且有加重之势，增加土壤芽孢细菌数是改良和防控湘西州土壤酸化的重要措施之一。

图3　湘西州植烟土壤芽孢细菌与pH值的相关性Fig.3 Correlation between soil spore bacteria and ph in Xiangxi tobacco-grow ing soil

3　小结与讨论

湘西州植烟土壤芽孢细菌数量平均值为44.03（×104cfu／g），变幅为 6.04～97.27（×104cfu／g），变异系数为51.07%，40%样本分布在30.1～50（× 104cfu／g）范围内，30.48%样本分布在10.1～30（×104cfu／g）范围内，总体上分布呈右偏态低阔单峰近似正态分布，分布相对靠前，主要分布区间在20.1～50（×104cfu／g）范围，累计分布频率为57.15%，跨度达30点；与pH值呈近似极显著（F= 3.311，p=0.0109）正相关近似直线关系。

国内外已经在多种植物中分离到了不同种属的芽孢细菌［12～17］。田间应用研究己经证实，芽孢杆菌生防菌剂在稳定性与化学农药相容性和在不同植物不同年份防效的一致性等方面，明显优于非芽孢杆菌和真菌生防菌［1，18］。但由于各地研究的统计分析方法或其回归系数与决定系数不同，也影响了定性分析的结果（如LSD法最易显著，TUKEY法显著性就较严格），导致本研究结果与前人部分研究并未完全吻合。

芽孢细菌有很大的开发潜力，通过土壤分离提取培育并对该菌株进行分子标记与数量监测，可进行微生态学研究，如监测其在不同生物、化学、环境因子的土壤中及宿主体内的定殖动态、在根际与其他微生物特别是病原菌的互作情况等，因为掌握其在环境中的定殖能力是进行生产应用的前提［19］。本研究认为“湘西州植烟土壤芽孢细菌与pH值呈近似极显著正相关近似直线关系”对土壤改良与维护有重要意义。建议湘西烟区重视芽孢细菌与pH的关系，通过阻控土壤酸化与治理，减少病虫害发生，提高肥料利用率，从而有利于烟叶生产的持续发展及土壤治理与修复。

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Correlation Study on pH and Spore Bacteria Regional Distribution Characteristics of Tobacco-grow ing Soil in Xiangxi Prefecture of Hunan

XIAO Jin1，2，ZHANG M ing-fa2*
（1 Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Production Technique Center，Xiangxi Tobacco Company，Jishou，Hunan 416000，China）

Spore bacteria in 105 soil samples taken from main tobacco-growing field in Xiangxiprefecture were tested in order to understand roundly regional character of spore bacteria.The results indicated that average value of spore bacteria was 44.03（×104cfu／g），amplitude was6.04～97.27（×104cfu／g），variable coefficientwas 51.07%，the soil samples for spore bacteria value in 30.1～50 accounted for 40%，as in 10.1～30（×104cfu／g）accounted for 30.48%，the distribution of spore bacteria in generalwas rightskewness low broadly unimodal approximate normal distribution，distribution of relative，the main distribution area in the range of20.1～50（×104cfu／g），cumulative frequency distributionwas57.15%，the span of30 points.After varience analysis，the results indicated that pH wasefficient between approximate high significantly（F=3.311，p=0.0109）approximate linear relationship positive correlation changed with the spore bacteria.

tobacco；soil；spore bacteria；pH；Xiangxi Prefecture

S572.06

A

1001-5280（2015）06-0635-04

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.06.14

2015-09-06

肖 瑾（1968-），女，湖南吉首人，硕士研究生，主要从事土壤肥料、烟草栽培等工作，Email:ycgs338596＠163.com。*通信作者:张明发，高级农艺师，主要从事土壤肥料、烟草栽培等工作，Email:zhangmingfa98＠163.com。

湖南省烟草专卖局重点项目（13-14ZDAa03）；湖南省烟草公司湘西自治州公司重点项目（XX15-18Aa01）。